演进核心网-EPC简介.ppt
演进核心网-EPC介绍HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD Howso Confidential 培训讲师：培训讲师：培训日期：培训日期：HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 2培训目标了解了解LTE核心网核心网EPCHOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 3目录3.EPC基本原理基本原理2.1.技术背景技术背景互通应用场景互通应用场景HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 4u无线接入技术的带宽的量级从10k100k1M10M100M不断提升u系统容量和分组业务频谱利用率的不断提升使得每bit分组业务承载成本逐步降低u多种无线接入技术长期共存IMT-Advance4GCDMA2000 Evolution2001-20052006HSDPA Phase I1.8M/3.6MbpsHSDPA Phase II7.2/14.4MbpsHSUPA2M/5.76MbpsLTEDL:100MbpsUL:50MbpsGSM/GPRSEDGE171/384kbpsWCDMAR99/R4384kbpsWCDMA Evolution200720082009HSPA+DL 40MbpsUL 10Mbps1xEV-DO Rev.0DL:2.4MbpsUL:153.6kbpsDO Rev.B(MC DO)DL：46.5MbpsUL:27Mbps1xEV-D0 Rev.ADL:3.1MbpsUL:1.8MbpsCDMA 1X153kbps20102011IEEE802.16e70MbpsIEEE802.16mDL:100MbpsUL:50MbpsWiMAX EvolutionIEEE802.16d20Mbps无线接入技术逐步宽带化HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 51 用户面两级结构2 控制面和用户面合一3 通常采用TDM/ATM链路承载普通2/3G核心网1 扁平化的核心网2 部分控制承载分离3 ALL IP承载3G DTS模式核心网1 扁平化网络2 控制承载分离3 ALL IP承载EPC架构SGSNGGSNSGSN2/3GGERAN/UTRANATM/TDMATM/TDMIPGGSNSGSNGGSN3G-DTSIPUTRANSAE-GWMMESAE-GWLTE/EPCIP统一核心网统一IP承载方式统一控制承载分离统一扁平化的网络GSMTDSCDMANon-3GPPLTEeUTRAN统一分组核心网的网络结构HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 61l可行性研究阶段可行性研究阶段l2004年年12月正式立项至月正式立项至2006年年6月完成。主要是网月完成。主要是网络结构优化的可行性研究，络结构优化的可行性研究，l输出的基准协议是输出的基准协议是3GPP TR 23.882:3GPP system architecture evolution(SAE):Report on technical options and conclusions 2lStage1（需求阶段）（需求阶段）l定义定义SAE的需求，的需求，2006年年12月完成月完成l输出的基准协议是输出的基准协议是3GPP TS 22.278:Service requirements for evolution of the system architecture:3lStage2（技术实现阶段）（技术实现阶段）l定义定义SAE的网络结构、功的网络结构、功能实体及其相互接口。能实体及其相互接口。2008年年6月完成月完成l输出的基准协议包括：输出的基准协议包括：3GPP TS 23.401:General Packet Radio Service(GPRS)enhancements for Long Term Evolution(LTE)access“3GPP TS 23.402:3GPP System Architecture Evolution(SAE):Architecture enhancements for non-3GPP accesses4lStage3（协议实现阶段）（协议实现阶段）l定义各接口上的具体协议。定义各接口上的具体协议。2009年年3月完成月完成l当前定义的协议有当前定义的协议有：3GPP TR 24.801:3GPP System Architecture Evolution(SAE);CT WG1 aspects3GPP TR 29.803:3GPP System Architecture Evolution(SAE):CT WG4 aspects3GPP TR 29.804:3GPP System Architecture Evolution(SAE):CT WG3 aspectsEPC的标准化进展HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 73GPP EPS的关键特征EPS能够接入不同的接入系统，为用户提供多接入的环境EPS能够支持同一接入系统内、不同接入系统之间的移动性 EPS能够支持3GPP以外基于IP的宽带接入网络EPS提供更强的性能，包括低延时、低建链时间、高通信质量等EPS能够支持用户在EPS之间以及EPS与现有网络之间的双向漫游EPS能够支持3GPP R7及更早PS网络的业务，并支持和3GPP R7及更早PS网络的互通；EPC需要能够和3GPP R7及更早CS网络业务的互通EPS支持3GPP接入之间的业务连续，以及3GPP与non-3GPP接入系统之间的业务连续EPS能够支持固定接入系统互通，提供固定接入系统的业务连续性EPS支持运营商提供的各种业务，包括语音、视频、消息、文件交换等EPS能够充分利用系统资源，包括频谱资源、终端电源等HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 8概念简介EUTRANlEvolved Universal Terrestrial Radio Access Network,仅指无线侧仅指无线侧EPClEvolved Packet Core,仅指核心网仅指核心网EPSLTElLong Term Evolution=EUTRAN仅指无线侧仅指无线侧SAElSystem Architecture Evolution=EPC,仅指核心网仅指核心网HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 9目录3.EPC基本原理基本原理2.1.技术背景技术背景互通应用场景互通应用场景HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 10目 录EPC基本原理EPC系统架构和特点基本概念EPS系统PDN连接和默认APN跟踪区和跟踪区列表移动性管理和连接管理承载管理业务流程举例HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 11EPC标准架构及网元功能SGSN2GTDLTEHSSBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS1-US6aGxGbIuS1-MMES11SGiMMEPCRFS9InternetPS ServiceServing GWPDN GWS5/8SAE GWS6dS10BOSSCGS4S3MME：LTE接入下的控制面网元，负接入下的控制面网元，负责移动性管理功能责移动性管理功能S4 SGSN：2G/3G接入下的控制面网元，接入下的控制面网元，相当于接入相当于接入2G/3G的的MME，进行移动性，进行移动性管理和会话管理管理和会话管理S-GW：SAE网络用户面接入服务网关，网络用户面接入服务网关，相当于传统相当于传统Gn SGSN的用户面功能的用户面功能P-GW：SAE网络的边界网关，提供承网络的边界网关，提供承载控制、计费、地址分配和非载控制、计费、地址分配和非3GPP接入接入等功能，相当于传统的等功能，相当于传统的GGSN除了除了2G/3G/LTE接入外，接入外，EPC同时支持同时支持WLAN/WiMax/CDMA等等接入方式接入方式HSS：SAE网络用户数据管理网元，提供鉴权和签约等功能网络用户数据管理网元，提供鉴权和签约等功能PCRF：策略控制服务器，根据用户特点和业务需求提供数据业务资源管控：策略控制服务器，根据用户特点和业务需求提供数据业务资源管控AF：业务策略提供点：业务策略提供点eNodeB：负责无线资源管理，集成了部分类似：负责无线资源管理，集成了部分类似2G/TD基站和基站控制器的功能基站和基站控制器的功能AFRxHOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 12EPC标准架构及接口功能LTEHSSeNodeBS1-US6aS1-MMES11SGiMMEInternetPS ServiceServing GWPDN GWS5/8SAE GWS10S3：当：当2G/TD与与LTE互操作时，互操作时，S4-SGSN与与MME间通信的接口，基于间通信的接口，基于GTPv2S4：S4 SGSN与与S-GW间的接口，包括控制面（间的接口，包括控制面（GTPv2）和用户面（）和用户面（GTPv1）Gx：PCRF与与PCEF（位于（位于P-GW）间的接口，用户业务信息上报和策略下发，）间的接口，用户业务信息上报和策略下发，基于基于Diameter协议协议SBC集客集客专线专线SBCCM-IMS用用户户局域网局域网CPEHOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 13接口协议栈-控制面（1/2）S5/S8 接口的控制面和S11接口使用GTPv2-C协议NAS:NAS协议协议支持移支持移动动性管理功能和用性管理功能和用户层户层承承载载的激活、修改和的激活、修改和删删除。除。NAS也也负责负责NAS信令的加密和完整性保信令的加密和完整性保护护。UDP L2 L1 IP L2 L1 IP UDP S11 MME S-GW GTP-C GTP-C HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 14接口协议栈-控制面（2/2）S6a 接口使用Diameter 协议HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 15接口协议栈-用户面用户面GTP-U基于GTPv1协议HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 16EPS系统特点n 标准LTE网络架构下，所有用户仅接入分组域n 未来所有业务都应通过分组域提供仅有分组域，无电路域仅有分组域，无电路域控制和承载分离，网络结控制和承载分离，网络结构扁平化构扁平化基于全基于全IP架构架构eMSCMGWCSMGWMSCSPSSGSNGGSNSGSNSAEPSMMESAE-PGWHSS2G/TD2G/TD网络网络SAESAE网络网络SAE无CS域n 控制和承载分离：控制面控制和承载分离：控制面MME，用户面，用户面SAE GWn 扁平化网络架构：扁平化网络架构：LTE仅有仅有eNodeB，用户面由，用户面由2G/TD三级三级转发变为一级转发转发变为一级转发GGSNBSCSGSNMMEeNodeBSAE GWNodeBRNCBTSn核心网控制面协议主要基于核心网控制面协议主要基于GTPCv2和和Diameter，用户面主，用户面主要基于要基于GTPUv1n 传输层协议主要基于传输层协议主要基于UDP和和SCTPS6aDRADRASGSNHSSMME其它重要特点：支持多种接入方式、永远在线其它重要特点：支持多种接入方式、永远在线SAE：System Architecture Evolution/EPS：Evolved Packet System/EPC：Evolved Packet CoreHOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 17目 录EPC基本原理EPC系统架构和特点基本概念EPS系统PDN连接和默认APN跟踪区和跟踪区列表移动性管理和连接管理承载管理业务流程举例HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 18SGSN2GTDLTEHSSBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS1-US6aGxGbIuS1-MMES11SGiMMEPCRFS9InternetPS ServiceServing GWPDN GWS5/8SAE GWS6dS10BOSSCGS4S3AFRxEPS系统UEE-UTRANEPCEPS(Evolved Packet System，演进的分组系统，演进的分组系统)EPS由由EPC、E-UTRAN和和UE三部分组成三部分组成EPSEPC（Evolved Packet Core，演进的分组核心网），演进的分组核心网）EPC是是EPS的核心网部分，的核心网部分，取消了取消了CS域，仅由纯域，仅由纯PS域域网络实体组成网络实体组成EPC由由MME、S-GW、P-GW、SGSN、HSS以及以及PCRF组成组成EPCEPSHOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 19目 录EPC基本原理EPC系统架构和特点基本概念EPS系统PDN连接和默认APN跟踪区和跟踪区列表移动性管理和连接管理承载管理业务流程举例HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 20PDN连接&默认 APNPDN连接PDN连接指在UE与一个PLMN外部分组数据网络（PDN）之间，EPS系统提供的IP连接，一个PDN连接可包含多个EPS承载PDN连接必须关联UE的IP地址（一个IPv4地址和/或一个IPv6地址前缀），PDN由APN标识根据UE的IP地址，可以将PDN连接分为以下三类：IPv4IPv6IPv4v6EPS系统支持一个P-GW接入多个PDN，也支持多个P-GW分别接入多个PDNDefault APN（默认APN）签约数据中定义的默认APN在附着和UE请求PDN连接，并且UE未提供APN时使用HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 21目 录EPC基本原理EPC系统架构和特点基本概念EPS系统PDN连接和默认APN跟踪区和跟踪区列表移动性管理和连接管理承载管理业务流程举例HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 22跟踪区（Tracking Area）SGSN2G/3GLTEMMETAITAITAITAITAITAITAITAITAITAIRAIRAIRAI2G/3G网络网络SAE网络网络跟踪区（跟踪区（TA，Tracking Area）是）是EPS系统引入的新概系统引入的新概念，用于用户的移动性管理念，用于用户的移动性管理与与LA（Location Area，位置，位置区）和区）和RA（Routing Area，路由区）类似路由区）类似eNodeB下的小区可以属于不下的小区可以属于不同跟踪区，跟踪区也可包含同跟踪区，跟踪区也可包含多个多个eNodeB的小区的小区跟踪区HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 23跟踪区列表（TA List）TA List 1跟踪区列表（跟踪区列表（TA List，Tracking Area List），由几个），由几个 TA 组成，在一个组成，在一个TA list中中UE的移动不会触发的移动不会触发TAU过程过程网络对用户的寻呼会在网络对用户的寻呼会在TA list中的所有中的所有TA进行进行对于对于UE所注册的跟踪区，若处于同一个所注册的跟踪区，若处于同一个TA List，则由同一个，则由同一个MME为其提供服务，以减少位置更新为其提供服务，以减少位置更新信令信令合理的合理的TA List分配方式和设计方法可以有效地减少分配方式和设计方法可以有效地减少TAU的发生概率，提高资源利用率的发生概率，提高资源利用率TA List可以在附着、可以在附着、TAU或或GUTI重分配过程中，由重分配过程中，由MME分配给分配给UE跟踪区列表HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 24目 录EPC基本原理EPC系统架构和特点基本概念EPS系统PDN连接和默认APN跟踪区和跟踪区列表移动性管理和连接管理承载管理业务流程举例HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 25uMMEMME没有没有UEUE的位置和路由信息的位置和路由信息u对于对于MMEMME，UEUE不可达不可达u部分部分UEUE的上下文仍可存储在的上下文仍可存储在UEUE和和MMEMME中，这样可以避免在每次中，这样可以避免在每次附着流程都运行附着流程都运行AKAAKA流流程等程等移动性管理EPS Mobility Management(EMM）EMM主要用于实现用户当前位置的跟踪，以及UE的切换、位置更新等移动性管理，共有两个状态EMM-RegisteredEMM-Registeredu UE UE在成功注册后（在成功注册后（AttachAttach过程过程或者跟踪区更新过程），则进入或者跟踪区更新过程），则进入EMM-REGISTEREDEMM-REGISTERED状态状态u在该状态下，在该状态下，UEUE可使用需可使用需EPSEPS注注册的业务，册的业务，MMEMME知道知道UEUE的位置信的位置信息息u 可执行可执行TATA更新、周期性更新、周期性TATA更新、更新、寻呼、业务请求寻呼、业务请求EMM-DeregisteredEMM-DeregisteredEMM-RegisteredEMM-RegisteredEMM-DeRegisteredEMM-DeRegisteredEMM state model in UEEMM state model in UEEMM-RegisteredEMM-RegisteredEMM-RegisteredEMM-RegisteredEMM state model in MMEEMM state model in MME去附着、附着拒绝、去附着、附着拒绝、TAUTAU拒绝、所有承载去激活拒绝、所有承载去激活附着接受、附着接受、UEUE从从UTRAN/GERANUTRAN/GERAN选择选择E-UTRANE-UTRAN时的时的TAUTAU接受接受去附着、附着拒绝、去附着、附着拒绝、TAUTAU拒绝、所有承载去激活拒绝、所有承载去激活附着附着EMM-DeregisteredEMM-RegisteredHOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 26连接管理EPS Connection Management(ECM)ECM主要用于UE和EPC之间的信令连接管理，共有两个状态ECM-IDLEECM-IDLEu UEUE和和EPCEPC间没有间没有S1-MMES1-MME和和S1-US1-U连接存在连接存在uE-UTRANE-UTRAN没有用户的上下文信息没有用户的上下文信息uUEUE和网络间的状态可能不同步和网络间的状态可能不同步u UEUE与与MMEMME间存在信令连接，包间存在信令连接，包括括RRCRRC连接和连接和S1-MMES1-MME连接连接uMMEMME精确知道精确知道UEUE所处的所处的eNB IDeNB ID信息信息ECM-IDLEECM-IDLEECM-CONNECTEDECM-CONNECTEDECM-IDLEECM-IDLEECM state model in UEECM state model in UEEMM-RegisteredEMM-RegisteredECM-CONNECTEDECM-CONNECTEDECM state model in MMEECM state model in MMERRCRRC连接建立连接建立RRCRRC连接释放连接释放S1S1连接建立（连接建立（AttachAttach、TAUTAU、Service RequestService Request）S1S1连接释放连接释放ECM-IDLEECM-IDLEECM-CONNECTEDECM-CONNECTEDHOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 27目 录EPC基本原理EPC系统架构和特点基本概念EPS系统PDN连接和默认APN跟踪区和跟踪区列表移动性管理和连接管理承载管理业务流程举例HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 28承载管理-基本模型GTP-based EPS bearersEPS Bearer类似于类似于2G/3G网络中的网络中的PDP上下文上下文可以看作是可以看作是UE与与P-GW之间的逻辑电路之间的逻辑电路EPS Bearer：无线承载：无线承载+S1承载承载+S5/S8承载承载网络中通过网络中通过Bearer ID用来唯一地标识用来唯一地标识UE接入到接入到E-UTRAN的一个的一个EPS Bearer，Bearer ID由由MME分配分配EPS BearerHOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 29承载管理-默认承载和专用承载Default Bearer在用户在用户attach时建立，保证用户在开始业务时具有更短的时延时建立，保证用户在开始业务时具有更短的时延每个每个PDN 连接有一个连接有一个Default Bearer，提供基本的连接服务，提供基本的连接服务Default Bearer 为为PDN连接连接提供提供Always-on服务，存活于服务，存活于PDN 连接连接的的整个整个生命周期生命周期Default Bearer 是是 Non-GBR（Non-Guaranteed Bit Rate）类型的承载类型的承载Default Bearer的的QoS参数由参数由MME/SGSN根据根据HLR/HSS的签约参数分配，的签约参数分配，P-GW可根据可根据PCRF信息修改该参数信息修改该参数Default Bearer 通常情况下是一个通常情况下是一个Match All的承载，即没有的承载，即没有TFTDefault Bearer（默认承载）当需要为同一用户接入相同当需要为同一用户接入相同PDN网络的不同数据流提供不同的网络的不同数据流提供不同的QoS服务保证时，需要建立服务保证时，需要建立Dedicated Bearer来承载不同的数据流来承载不同的数据流Dedicated Bearer 可以是可以是Non-GBR 或或 GBR类型的承载类型的承载Dedicated Bearer的创建或修改只能由网络侧发起，并且承载级的创建或修改只能由网络侧发起，并且承载级QoS参数值总由分组核心参数值总由分组核心网来分配网来分配Dedicated Bearer（专用承载）HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 30IPv4v6双栈（Dual Stack）EPS承载处理IPv4v6承载的优势承载的优势承载类型承载类型LTE2/3G备注备注IPv4YYUE获取IPv4地址转发IPv4报文Ipv6YYUE获取IPv6地址转发IPv6报文IPv4v6YY/NUE获取IPv4和v6地址和转发IPv4和v6报文u解决在解决在1个个PDP上下文中传送上下文中传送IPv4和和IPv6地址的用户数据，减少地址的用户数据，减少了需要的了需要的承载上下文数量承载上下文数量终端终端SGSN/MMEPDN-GWu根据终端的能力在请求建立的承载根据终端的能力在请求建立的承载类型类型具备具备IPv6和和IPv4 能力请求能力请求 IPv4v6IPv4终端请求终端请求IPv4IPv6终端请求终端请求IPv6u终端能力不明，请求终端能力不明，请求IPv4v6u MME/SGSN根据如下条件，向根据如下条件，向PGW请求标示请求标示Dual Stack FlagUE是否签约是否签约Dual Stack，否则拒绝，否则返回给否则拒绝，否则返回给UE“subscription limitation”UE是否可能切换到不支持是否可能切换到不支持IPv4v6网络，是则返回给网络，是则返回给UE“single address bearers only”uPGW检查如下条件，判断是否检查如下条件，判断是否接受接受Dual Stack请求请求若不允许该若不允许该APN使用两个使用两个IP地址，则只分配一个地址，则只分配一个IP地址，地址，并返回给并返回给UE“network preference”如果允许该如果允许该APN使用两个使用两个IP地址，则分配地址，则分配IPv4地址和地址和IPv6地址，接受请求地址，接受请求R8网络网络IPv4v6双栈承载的处理方式双栈承载的处理方式LTE与与2/3G承载之间要求一对一映射承载之间要求一对一映射HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 31目 录EPC基本原理EPC系统架构和特点基本概念EPS系统PDN连接和默认APN跟踪区和跟踪区列表移动性管理和连接管理承载管理业务流程举例HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 32业务流程-E-UTRAN初始化附着基本概念：UE进行实际业务之前在网络中的注册过程，称为网络附着主要工作：UE附着过程中，EPS网络完成的主要工作如下：1、UE与MME建立MM上下文2、UE与MME的EMM状态变为EMM-REGISTERED3、MME为UE建立默认承载4、UE获得网络侧分配的IP地址重要特征：EPS网络中，直接通过初始化附着建立默认的EPS承载，为用户分配IP地址，提供“永远在线”的IP连接用户可以不携带APN，当用户不携带时，选择HSS签约的默认APN而在2/3G网络中，需要在附着过程之后，通过激活PDP上下文消息，才能为UE分配IP地址附着过程也可以触发UE建立一个或多个专有承载用户信息的认证和加密用户信息的认证和加密默认承载的建立默认承载的建立如果新如果新MMEMME中已中已经有用户的承载经有用户的承载上下文，则需删上下文，则需删除除HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 33服务请求(Service Request)UE发起主要目的：是当用户已经在核心网中注册，且处于空闲状态时，建立无线接入网各接口的信令连接，并将UE和MME的状态从ECM-IDLE迁移到ECM-CONNECTED状态在3G系统中，服务请求过程用于建立Iu连接，与之对应，在EPS系统中，该过程用于建立S1连接ECM-IDLE状态下，UE发起服务请求给MME，或作为寻呼响应，或用于UE重新获得无线覆盖信号的场景发起服务请求发起服务请求建立承载建立承载HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 34服务请求（Service Request）网络侧发起当S-GW接收到网络侧发给处于ECM-IDLE状态的UE的下行数据时，S-GW将发送一条下行数据通知消息给MME，以触发MME寻呼UE，开始UE发起的服务请求过程网络侧消息通过寻呼方式网络侧消息通过寻呼方式下发下发用户进行服务请用户进行服务请求过程求过程HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 35TAU流程TAU过程用来实现网络侧对用户位置的管理，根据场景不同，包括如下类型：MME之间的TAU同一MME内不同eNB间切换不同MME间切换导致的TAU周期性TAUS4 SGSN、Gn/Gp SGSN切换到MME的TAU触发条件：在E-UTRAN附着过程中，下列情况会触发TAUUE侦测到进入了新的TA且当前TA不在TAI list中；TA周期更新计时器超时；UE由UTRAN PMM_Connected状态重选到EUTRAN；UE由GPRS READY状态重选到EUTRAN；重选到EUTRAN时TIN指示为“P-TMSI”；由TAU负载均衡引发的RRC连接释放；UE的NAS产生了RRC连接错误；TAU由处于ECM-IDLE 或ECM-CONNECTED 状态的UE发起，是否改变S-GW由MME决定HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 36TAU流程(Serving GW不变)新新MMEMME向原向原MMEMME发送上下发送上下文请求消息以获取用户信文请求消息以获取用户信息息更新承载更新承载HSSHSS向原向原MMEMME发送发送cancel locationcancel location，并删除原并删除原MMEMME上建上建立的承载立的承载HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 37去附着当UE不需要或者不能够继续附着在网络时，将发起去附着过程根据发起方的不同，去附着过程可分为UE侧发起和网络侧发起UE侧发起网络侧发起nMME发起：UE与网络侧长时间没有交互时，MME主动发起的去附着nHSS发起：由于用户签约信息、计费信息等方面的原因，网络主动断开UE连接根据是否成功通知UE，去附着过程可分为显示和隐式去附着显式去附着：网络或UE明确地请求去附着，并互相用信令通知对方隐式去附着：网络侧主动发起去附着，但没有或无法通知UEn例如，当网络由于某种无线条件限制而不能与UE通信时就需要发起隐式去附着HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 38去附着UE发起的E-UTRAN去附着承载删除，当承载删除，当ISRISR激激活时，活时，MMEMME需同时需同时通知相关联的通知相关联的SGSNSGSN同时删除承载同时删除承载HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 39去附着MME发起的E-UTRAN去附着在隐式在隐式去附着去附着情况下，情况下，不会通不会通知知UEUE删除承载删除承载HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 40去附着HSS发起的E-UTRAN去附着删除承载删除承载当用户处于当用户处于ECM-CONNECTEDECM-CONNECTED状态时，会发起状态时，会发起Detach Detach RequestRequest消息给消息给UEUE，如果用户，如果用户处于处于ECM-IDLEECM-IDLE状态时，则通过状态时，则通过寻呼告知寻呼告知UEUEHOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 41目录3.EPC基本原理基本原理2.1.技术背景技术背景互通应用场景互通应用场景HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 42q 全全IPq 网网络结构扁平化构扁平化q 媒体面控制面分离媒体面控制面分离q 与与传统网网络互通互通 SGi S12 S3 S1-MME PCRF S7 S6a HSS Operators IP Services(e.g.IMS,PSS etc.)Rx+S10 UE SGSN LTE-Uu E-UTRAN MME S11 S5 Serving Gateway PDN Gateway S1-U S4 UTRAN GERAN EPS与S4 SGSN网络互通架构3GPP接入非漫游场景TS 23.401 Non-roamingHOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 43EPS与Gn/Gp GSN网络互通架构3GPP接入非漫游场景PGW提供Gn/Gp接口MME提供Gn/Gp接口HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 44EPC网络中SGSN网元类型分析SGSN为GnGp SGSNSGSN为S4 SGSN优点点n对原有GPRS网络改动少n原2/3G用户的业务流程和用户感受度没有太大改变n网络结构简单n在运营商网络中只有一张网络，即EPC网络；n运营商网络内只需要一套签约数据管理：HSS；n运营商网络内只需要一套DNS：R8 DNS（EPC DNS）；n与非3GPP网络的互通不存在问题；n本网内只有一套计费体系：EPC计费；n支持ISRn利于后续新功能的扩展缺点缺点nGnGp SGSN无法获取用户属性，无法选择GGSN还是PGWn两套不同的签约数据管理：HLR和HSSn需 要 支 持 Pre-R8 DNS（GPRS DNS）和 R8 DNS（EPC DNS）n需要支持GPRS和EPC两套计费n不支持ISR功能，在S3/S4 SGSN和MME间实现n不利于后续新功能的扩展n与非3GPP网络的互通存在问题：与非3GPP网络互通时一个基本的要求是非优化切换时PGW地址要锚定，而PGW地址的锚定是通过移动性管理网元将PGW通知HSS保存而达到的。但由于Gn/Gp SGSN使用HLR，即无法通知也无法将PGW地址保存在HSS。n对原有GPRS网络改动大，需要将原Pre-R8 SGSN升级成S3/S4 SGSN。n网络复杂，S3/S4 SGSN的加入，特别是还要考虑与原有GPRS网络互通时，网络复杂。n原2/3G用户的业务流程和用户感受度有改变n2/3G接入时的业务流程与原有流程有变动，主要体现在以下两点：l从原来的UE触发流程为主变成了网络侧流程为主，需要手机支持网络侧流程；l取消了QoS协商，在无线无法满足下发的QoS要求时，将直接删除承载。结论n从长期发展角度看，优选采用S4 SGSN。HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 45与S4 SGSN的互通HSSGSMUTRANService ContinuityGbIu-PSS4 SGSNS4S-GWMMEP-GWInternet&Sevice networkLTES1-MMES1-US10SGiS5/S8S12S6dS6aEPCS3 GTPv2 UDP IP L2 L1 GTPv2 UDP IP L2 L1 S4 SGSNMME/SGWS3/S4DiameterSCTP/TCP IP L2 L1 DiameterSCTP/TCP IP L2 L1 S4 SGSNHSSS6dHOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 46与Pre-R8 SGSN的互通HSSGSMTD-SCDMAService ContinuityGbIu-PSS-GWMMEP-GWInternet&Sevice networkLTES1-MMES1-US10SGiS5/S8Gn/Gp SGSNS12Gn/GpS6aGrEPCGn/Gp n无需升级无需升级SGSNn除实现从除实现从GERAN/UTRAN 到到LTE的切换功能外，无需升级的切换功能外，无需升级GERAN/UTRANn不支持不支持R8 特性，如特性，如IPv4v6 dual stack,ISRn网络中需要支持太多的协议网络中需要支持太多的协议:GTPv0,GTPv1,GTPv2,Diameter,MAPVia Pre-R8 SGSNS12HOWSO TECHNOLOGIES CO.,LTD.责任、诚信、专业、专注Page 47 Seamless MobilityLTE/2G/3G Network 互操作MMESAE GWPacket Core Packet Core NetworkNetworkInter
